JP5028314B2 - スライド式分配装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスハイドレートペレット等の固形物を運搬庫や貯蔵庫等に分配して搬送する分配装置に関するものである。

近年、天然ガス等の安全かつ経済的な輸送・貯蔵手段として、この天然ガスを水和させて固体状態の水和物としたガスハイドレートを用いる方法が注目されている。

一般にガスハイドレートとは、原料ガスと原料水を低温・高圧下で反応させることにより生成される、水分子と気体分子からなる氷状の固体結晶であり、水分子が構築する立体構造の籠（ケージ）の内部に気体分子が介在する包接（クラスレート）水和物（ハイドレート）の総称である。

天然ガスハイドレートは１ｍ^３のガスハイドレートの中に天然ガスを約１６５Nｍ^３も包蔵している。このため、天然ガスの輸送及び貯蔵手段としてガスハイドレートを利用する研究開発が盛んに行われている。

天然ガスをハイドレート化する利点としては、（ａ）天然ガスハイドレートは後述する自己保存効果を利用することで、大気圧下の平衡温度−８０℃（１９３Ｋ）より高い温度である−２０℃（２５３Ｋ）で安定するため、既に、実用化されている液化天然ガス（ＬＮＧ）の大気圧下における貯蔵及び輸送温度（−１６３℃（１１０Ｋ））よりも緩やかな温度条件で貯蔵や輸送が可能となること、（ｂ）また、上記のように、天然ガスハイドレートの自己保存効果を利用することで、大気圧下の平衡温度−８０℃（１９３Ｋ）より高い温度である−２０℃（２５３Ｋ）で貯蔵や輸送が可能なことから、貯蔵や輸送設備の耐久性や断熱性を大幅に簡略化できること等を上げることができる。

また、このようにして得られるガスハイドレートは水分を４０から６０重量％程度含有するスラリ状となる。そのため、脱水や再生成などによりガスハイドレートを約９０重量％まで高めて、大気圧下で圧縮成形してアーモンド状、レンズ状、球形状又は不定形状等の成形物やブロック状の大型成形物に加工することにより貯蔵しやすくするということが行われている。

さらに、天然ガスハイドレートは、自己保存効果（Self-Preservation）と称する特殊な性能を有するため、平衡条件外でも比較的安定した状態で存在することが知られている。自己保存状態にある天然ガスハイドレートの表面には透明氷膜が形成されており、この氷膜が自己保存性を発現させていることが明らかになりつつある。

この自己保存効果によると−２０℃（２５３Ｋ）付近における天然ハイドレートの分解量が最も少なく、この現象を利用すれば天然ガスハイドレートを比較的安定した状態で保存することができる。

ここで、図５に示すようにガスハイドレートを圧縮成形して球形状等にしたペレット４３を、例えばトレーラ４２の荷台等の箱状の貯蔵庫や運搬庫に搬送する際、前記ペレット４３は粉雪を押し固めたようなものであり流動性が低いため、箱状の運搬庫の上面に設置された１つの搬入口４４からペレット４３を流し込んでも、運搬庫の隅々までいきわたらないため、ペレット４３を運搬庫の複数の搬入口４４から分配して搬送する必要がある。

その分配をするための分配装置として、図６に示すサークルフィーダ５１や、図８に示すダイバータ等の三方弁５５が用いられている。

図８はダイバータ等の三方弁５５を示しており、１つの供給口１２より供給されるペレット４３を２つの排出口１３の任意の一方から排出するよう構成している。排出口１３の選択は切替レバー５６により行われ、前記切替レバー５６に軸５８を介して接続されたフラップ板５７で排出しない側の排出口１３を封鎖することにより、ペレット４３を任意の排出口１３から排出することを可能としている。

図６に示すサークルフィーダ５１は供給口１２より例えば直径１０ｍｍから３０ｍｍの球形状のペレット４３を投入し、前記サークルフィーダ５１の底部に設けられた回転羽根５２が回転することにより、ペレット４３を分配するよう構成している。

図７は前記サークルフィーダ５１の底部の側面図を示しており、供給口１２より供給されたペレット４３は回転羽根５２上に落下し、駆動装置５３で回転する回転羽根５２により底部の外周方向に設けられた複数の排出口１３に分配されるよう構成されている。図１０に示す矢印はペレット４３の搬送方向を示しており、分配を行わない排出口１３は振り分け板５４で封鎖することにより、ペレット４３を任意の排出口１３から排出可能となっている。

ここで前記サークルフィーダ５１は供給口１２から大量のペレット４３を投入可能としているため、ペレット４３の自重により圧密が発生し、前記サークルフィーダ５１を閉塞してしまう問題があった。

上記の問題に対して、サークルフィーダ５１の内壁を下方に向かって広がるよう構成することで、被運搬物の内壁への付着や圧密によるサークルフィーダ５１の閉塞を防止することが行われている（例えば特許文献１参照）。
特開２００７−３０２３７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のサークルフィーダは第１に被運搬物をガスハイドレートペレット４３とした場合、ペレット４３はシャーベット状の粉雪のような粉体を圧縮成形したものであるため、内壁への付着が発生しやすいため閉塞を防止することはできない。つまり、サークルフィーダ内に、ペレット４３の付着と圧密によりブリッジを形成することで閉塞を引き起こす問題が発生する。

第２に図６及び図７に示すようにサークルフィーダ５１は回転羽根５２を供えており、前記回転羽根５２を回転させることでペレット４３の分配を行っているため、常に回転羽根５２を回転させている必要があり、そのための動力を確保する必要がある。

第３にペレット４３の処理量を増加させるためにサークルフィーダ５１の大型化を考えた際、巨大な回転羽根５２を回転させることは困難であり、エネルギ効率も悪化するため大型化の実現は困難となる。

第４に回転羽根５２で分配を行う際、ペレット４３は前記回転羽根５２上で滞留するため、サークルフィーダ５１にペレット４３を供給してから排出されるまでに時間差が生じてしまう。そのため、例えばトレーラ等の運搬庫内へ分配搬送を行う際、運搬庫内の状況を見ながら直接的にペレット４３の供給量を制御することは困難となり、トレーラ等へのペレット４３積み込み作業を行う現場での作業性の低下が問題となっている。

第５にペレット４３は壊れやすいため、回転羽根５２の回転により破壊されてしまうことも多く、破壊に伴い発生するペレット４３の粒体粉が堆積しサークルフィーダ５１の閉塞の原因となる。また、ペレット４３が破壊されることで前述した自己保存効果を発揮するための水膜も破壊され、ペレット４３の保存性が悪化し、前記ペレットの分解が進むため貯蔵又は運搬の効率が大幅に低下する原因となる。

一方、ダイバータ等の三方弁５５は回転羽根５２等の動力を必要としないが、分岐が２つのみとなるため、複数個所へのペレット４３の分配をする際は、複数個の三方弁５５を多段的に組み合わせて使用する必要があり、非効率的であった。

また、ペレット４３を分配する処理量を増加するためには大型化が必要となるが、図８に示すように三方弁５５は、フラップ板５７を軸５８で支えているため、フラップ板５７が大型となると軸５８で支えきれなくなる問題がある。

そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ガスハイドレートペレット等の壊れやすく、かつ流動性の低い固形物を運搬庫や貯蔵庫等に分配して搬送する分配装置であって、大きな動力を必要とせずに、かつ大型化の実現が可能なスライド式分配装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る被運搬物を分配するためのスライド式分配装置は、外筒６２の上部に固形の被運搬物を供給する供給口６５を配置し、前記外筒６２の下方側面に被運搬物を排出するための複数の排出口６４を配置し、前記外筒６２は内筒６１を内包しており、前記内筒６１の上部は前記供給口６５から供給される前記被運搬物が前記内筒６１に運ばれるよう開放されており、前記内筒６１の下方側面には前記被運搬物を排出するための排出スリット６３を設け、前記排出スリット６３と前記複数の排出口６４が選択的に係合して連通するように前記内筒６１を外筒６２長手方向に摺動可能に設置し、前記供給口６５に供給した被運搬物が前記排出口６４から排出されるよう構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明に係るスライド式分配装置は、前記複数の排出口６４が前記外筒６１の底部から異なる高さに設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明に係るスライド式分配装置は、前記外筒６２に側面にシリンダを固定し、前記シリンダには動力により前記外筒６２の軸方向に伸縮するピストンを設置し、前記ピストンから側方に向かって連結具７５を固定し、前記連結具７５に固定した軸が前記外筒６２を貫通し、前記内筒６１に固定されるよう構成した移動装置７０を具備し、前記移動装置７０により前記内筒６１を前記外筒６２内壁に沿うように摺動可能としたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明に係るスライド式分配装置は、前記外筒６２の上部を二重管とし鞘部６８を形成し、前記鞘部６８に前記内筒６１の上部が勘合しながら摺動するように構成したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明に係るスライド式分配装置は、前記複数の排出口６４から被運搬物を輸送するための輸送管を、複数の搬入口４４を持つ運搬装置であるトレーラ４２の前記搬入口４４にそれぞれ接続し、かつ前記スライド式分配装置６０を前記排出口６４のある下部が下になるように傾斜させて設置し、前記内筒６１を摺動させることで任意の搬入口４４に被運搬物を搬入するよう構成したことを特徴とする。

分配装置における排出口１３の位置の切替を、内管６１の移動により行うことで、大きな動力を必要とせずに、かつ大型化の容易なスライド式分配装置１０を提供することを可能にした。

即ち、第１に本発明のスライド式分配装置６０は、ペレット４３の搬送時には、供給口６５と複数の排出口６４は、内筒６１と前記内筒６１に設けられた排出スリット６３を介して連通されているため、ペレット４３は前記サークルフィーダ５１や三方弁５５と異なり機械的な部分を通過することがなく、外筒６２及び内筒６１の内部を搬送されるに過ぎないため、スライド式分配装置６０内におけるペレット４３の付着や圧密によるブリッジの形成がほとんど発生せず、スライド式分配装置６０の閉塞を抑制することを可能にした。

第２に、ペレット４３を排出する複数の排出口６４の切替時のみ内筒６１をスライド移動させればよいため、常に回転羽根５２を回転させる必要のあるサークルフィーダ５１と比べ少ない動力で分配を行うことを可能にした。

第３に、排出口６４の切替時のみ内筒６１がスライド移動するよう構成しているため、分配装置の大型化も用意であり、大型化に伴うエネルギ効率の低下も抑制することを可能にした。

第４に、供給口６５と排出口６４は、内筒６１と内筒６１の側壁に設けられた排出スリット６３を介して連通しているため、ペレット４３の供給に対して排出が即行われ、スライド式分配装置６０におけるペレット４３の滞留等の移動抵抗がないため、ペレット４３の供給量を調整することで、ペレット４３の分配搬送先である例えばトレーラ等の運搬庫内への運搬状態を制御することが可能となる。

第５に、本発明のスライド式分配装置６０内のペレット４３の搬送路は、直線状の管である外筒６２及び内筒６１となり、サークルフィーダ５１の回転羽根５２や三方弁５５のフラップ板５７等の機械的な部分を通過することがないため、ペレット４３の破壊及び分解が抑制され、ハイドレートガス充填率の高い高品質なペレット４３を貯蔵、運搬することを可能にした。

上述のように、ペレット４３を貯蔵庫及び運搬庫等に搬送する際に使用する分配器を外筒６２内部に内筒６１を摺動可能に設置することで、大きな動力を必要とせず、かつ大型化の実現が容易なスライド式分配装置６０を実現した。よって、ペレット４３を効率的に貯蔵庫及び運搬庫等への分配搬送を実現し、さらに分配器の大型化によってペレット４３の処理量の増加が可能となり、大規模なガスハイドレート製造プラントの実現の一助となるものである。

以下、本発明を図に示す実施例を参照して具体的に説明する。

図１は本発明の実施例の１つであるスライド式分配装置６０を示しており、外筒６２の上部にペレット４３を供給する供給口６５を配置し、前記外筒６２の下方側面にペレット４３を排出するための複数の排出口６４を配置し、前記外筒６２は内筒６１を内包しており、前記内筒６１の上部は前記供給口６５から供給される前記ペレット４３が前記内筒６１に運ばれるよう開放されており、前記内筒６１の下方側面には前記ペレット４３を排出するための排出スリット６３を設け、前記排出スリット６３と前記複数の排出口６４が選択的に係合して連通するように前記内筒６１を外筒６２長手方向に摺動可能に設置し、前記供給口６５に供給したペレット４３が前記排出口６４から排出されるよう構成している。

前記スライド式分配装置６０は使用時には供給口６５を上方にして、装置全体が傾斜した状態で使用するため、ペレット搬送路４１から供給されたペレット４３は供給口６５を通過し、外筒６２を経由して内筒６１に転がりながら移動し、内筒６１に設けられた排出スリット６３と外筒６２に設けられた任意の位置の排出口６４が連通して形成された搬送路を通過し排出されるよう構成されている。

ペレット４３を排出する排出口６４を切り替える際は、移動装置７０により外筒６２内部に設置された内筒６１を長手方向にスライド移動させ、前記排出スリット６３を異なる排出口６４と連通させることで行う。

図２は前記内筒６１をスライド移動させた状態を示している。内筒６１を移動させることで、内筒６１に設置された排出スリット６３と連通される排出口６４が変更され、ペレット４３の排出される位置が変更される。

本実施例において、移動装置７０はシリンダを利用したものを採用しており、シリンダケース７２に内包した移動シリンダ７１を、駆動モータ６７により摺動可能に構成している。前記移動シリンダ７１の端部と、前記外筒６２を貫通させて前記内筒６１に固定した軸６６を連結具７５により連結することで、前記移動シリンダ７１のスライドに伴い、内筒６１が移動するよう構成している。

即ち、移動シリンダ７１がスライド移動することで、連結具７５を移動させ、前記連結具７５の移動により前記移動シリンダ７１と略平行に設置された軸６６がスライド移動し、前記軸６６の移動により内筒６１がスライド移動する。

また、前記移動シリンダ７１を内包している前記シリンダケース７２は、外筒６２に固定されており、さらに前記移動シリンダ７１と略平行に設けたスライド軸７３を前記連結具７５に固定し、外筒６２に固定されたスライドケース７４内を摺動するよう構成したことにより、前記移動シリンダ７１のスライド移動をガイドし、前記移動シリンダ７１と軸６６に発生するねじれを抑制している。

前記移動装置７０は、ペレット４３の排出される排出口６４の位置を変更する時のみ作動させればよいため、常に動力を必要とする前記サークルフィーダ５１と比べ、必要とする動力を大幅に抑制することが可能となっている。

さらに、スライド式分配装置６０におけるペレット４３の搬送路は、外筒６２と内筒６１の内側となるため、通常のペレット搬送路４１に利用される管と見かけ上は同じ搬送状態となるため、搬送抵抗等の発生がなく、供給口６５から供給されたペレット４３は直ちに任意の排出口６４から排出される。

ここで、外筒６２の供給口６５の設置されている端部には、外筒６２を内側に折り返したように構成した鞘部６８を設けてあり、前記鞘部６８の溝に嵌合したまま状態で、内筒６１はスライド移動を可能としている。

前記鞘部６８を設置することで、前記外筒６２と内筒６１の隙間に被運搬物であるペレット４３やペレット４３の破壊により発生する粉粒体等が入り込み、閉塞させることで内筒６１の移動が阻害されることを防止している。即ち、鞘部６８を設けることで、外筒６２及び内筒６１の間に形成される隙間及び空間に、被運搬物が流入することを防止している。

図３は前記内筒６１及び移動装置７０の連結の様子を示した斜視図であり、図４は前記外筒６２及び排出口６４を示した斜視図である。

図５は本発明のスライド式分配装置６０によりペレット４３を、運搬装置であるトレーラ４２の運搬庫に搬送する様子を示している。図５に示す矢印からペレット４３が供給されペレット搬送路４１を経由して、スライド式分配装置６０の供給口６５に供給され、分配されたペレット４３はペレット搬送路４１を経由してトレーラ４２の搬入口４４から運搬庫内に搬送される。前記スライド式分配装置６０は図示しない櫓等で支持されている。

ここで、ペレット４３等の流動性の低い被運搬物は、例えばトレーラ４２の最後尾に位置する搬入口４４から搬入すると、運搬庫内で小山状に堆積し、前方まで流れて行かず、運搬庫内に均一に被運搬物を搬送することが困難となる。

そこで、本発明のスライド式分配装置６０を使用することで、２台のトレーラ４２の６つの搬入口４４に分配しながらペレット４３を搬入することで、前記運搬庫内に均一にペレット４３を供給することが可能となり、ペレット４３の積み込み作業を効率的に行うことを可能とした。

上述のように、本発明のスライド式分配装置６０により、ガスハイドレートペレット等の壊れやすく、かつ流動性の低い固形物を運搬庫や貯蔵庫に分配して搬送する分配装置であって、大きな動力を必要とせずに、かつ大型化の実現が可能なスライド式分配装置６０の提供を実現した。

本発明のスライド式分配装置の実施例の１つを示した概略の断面図である。 本発明のスライド式分配装置の実施例の１つを示した概略の断面図である。 スライド式分配装置の内筒及び移動装置の概観図である。 スライド式分配装置の外筒の概観図である。 スライド式分配装置の使用状態を示した概略図である。 サークルフィーダの概略図である。 サークルフィーダの下部の側面図である。 ダイバータの概略図である。

符号の説明

４１ ペレット搬送路
４３ ペレット
４４ 搬入口
６０ スライド式分配装置
６１ 内筒
６２ 外筒
６３ 排出スリット
６４ 排出口
６５ 供給口
６６ 軸
６７ 駆動モータ
６８ 鞘部
７０ 移動装置
７１ 移動シリンダ
７２ シリンダケース
７３ スライド軸
７４ スライドケース
７５ 連結具

Claims (5)

1. 外筒の上部に固形の被運搬物を供給する供給口を配置し、前記外筒の下方側面に被運搬物を排出するための複数の排出口を配置し、前記外筒は内筒を内包しており、前記内筒の上部は前記供給口から供給される前記被運搬物が前記内筒に運ばれるよう開放されており、前記内筒の下方側面には前記被運搬物を排出するための排出スリットを設け、前記排出スリットと前記複数の排出口が選択的に係合して連通するように前記内筒を外筒長手方向に摺動可能に設置し、前記供給口に供給した被運搬物が前記排出口から排出されるよう構成したことを特徴とする被運搬物を分配するためのスライド式分配装置。
2. 前記複数の排出口が前記外筒の底部から異なる高さに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスライド式分配装置。
3. 前記外筒に側面にシリンダを固定し、前記シリンダには動力により前記外筒の軸方向に伸縮するピストンを設置し、前記ピストンから側方に向かって連結具を固定し、前記連結具に固定した軸が前記外筒を貫通し、前記内筒に固定されるよう構成した移動装置を具備し、前記移動装置により前記内筒を前記外筒内壁に沿うように摺動可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスライド式分配装置。
4. 前記外筒の上部を二重管とし鞘部を形成し、前記鞘部に前記内筒の上部が勘合しながら摺動するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のスライド式分配装置。
5. 前記複数の排出口から被運搬物を輸送するための輸送管を、複数の搬入口を持つ運搬装置であるトレーラの前記搬入口にそれぞれ接続し、かつ前記スライド式分配装置を前記排出口のある下部が下になるように傾斜させて設置し、前記内筒を摺動させることで任意の搬入口に被運搬物を搬入するよう構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のスライド式分配装置。